Question

10．某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．

实验步骤如下：
A．安装好实验器材；
B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中a、b、c、d等点；
C．测出x₁、x₂、x₃、…．
结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有AD．（填选项代号）
A．电压合适的50Hz交流电源　B．电压可调的直流电源　C．秒表　D．刻度尺　E．天平　F．重锤　G．弹簧秤　H．滑动变阻器
（2）实验时释放纸带和接通电源的合理顺序是B（填选项前的字母）．
A．先释放纸带，再接通电源
B．先接通电源，再释放纸带
（3）如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x₁、x₂、x₃的关系是x₃-x₂=x₂-x₁，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$．

Answer 1

分析 （1）结合实验过程取记忆实验所需的器材，特别是刻度尺是用来测量计数点之间的距离，可以解出平均速度或瞬时速度以及加速度；而实验具体操作步骤的先后顺序要在做实验时注意体会；
（2）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动
（3）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，根据中间时刻速度等于一段过程中的平均速度可求出某点的瞬时速度，根据运动学公式△x=at²求得加速度．

解答 解：（1）AB、实验使用的电源必须是交流电源，故A正确，B错误；
C、打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表，故C错误刻
D、度尺要用来测量纸带的点之间的距离，所以必须要有刻度尺，故D正确；
E、在处理纸带求解速度与加速度的过程中，物体的质量不需要知道，所以不用天平测物体的质量，故E错误．
FGH、在本实验中都不需要，故FGH错误
故选：AD
（2）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故A错误，B正确．
（3）因为连续相等时间内的位移之差是一恒量，所以x₂-x₁=x₃-x₂，C点的速度v_C=$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$
故答案为：（1）AD　       （2）B        （3）x₃-x₂=x₂-x₁，$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{10t}$

点评 对于一些实验操作细节，要通过亲自动手实验，才能体会具体操作细节的含义，并且在做实验时体会得到的结果记忆深刻；
提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，知道中间时刻速度等于一段过程中的平均速度，能根据运动学公式△x=at²求得加速度．